Các hệ thống nông lâm kết hợp có thể thuận lợi hơn các phương pháp sản xuất truyền thống nông nghiệp và lâm nghiệp. Chúng có thể đem đến năng suất tăng cao và các lợi ích kinh tế, đa dạng hơn về hàng hóa nông sản cà cung cấp các mô hình sinh thái.

Đa dạng sinh học trong các hệ thống nông lâm kết hợp thường cao hơn trong hệ thống nông nghiệp thông thường. Với hai hay nhiều loài thực vật tương tác trên một diện tích đất nhất định, nó tạo ra một môi trường sống phức tạp hơn có thể hỗ trợ đa dạng hơn cho các loài côn trùng, chim chóc và các loài động vật khác.[8] Tùy thuộc vào các ứng dụng, tác động của nông lâm kết hợp có thể bao gồm:

• Giảm nghèo đói qua việc tăng sản xuất gỗ và nông sản khác cho tiêu dùng và hàng hóa.
• Góp phần vào an ninh lương thực bằng cách khôi phục độ phì nhiêu cho đất trồng cây lương thực.
• Hạn chế quá trình rửa trôi và xói mòn đất trồng, góp phần làm sạch nguồn nước thông qua việc giảm chất dinh dưỡng và đất chảy tràn.
• Chống lại sự nóng lên toàn cầu và nguy cơ đói nghèo bằng cách tăng số lượng cây chịu hạn và sản xuất các loại trái cây, các loại hạt và các loại dầu ăn.
• Giảm tình trạng phá rừng và áp lực lên rừng bằng cách cung cấp thêm củi đốt, chất đốt từ trang trại.
• Giảm hoặc loại bỏ sự phụ thuộc vào các hóa chất nông nghiệp độc hại (thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, vv)
• Tăng đầu ra cho sản phẩm từ trang trại đa dạng hơn, cải thiện dinh dưỡng trong thực phẩm cung cấp cho con người và vật nuôi.
• Trong trường hợp bị hạn chế về y tế do khoảng cách tới các cơ sở y tế và điều kiện tài chính kinh tế eo hẹp thì nông lâm kết hợp cũng tạo thêm không gian cho phát triển cây thuốc và mô hình vườn thuốc chữa bệnh.
• Tăng tính ổn định cây trồng.
• Tăng khả năng chống hạn hán và thiếu nước vào mùa khô.
• Tăng cường quản lý chất thải sinh học.

Phương thức nông lâm kết hợp cũng đem lại nhiều mục tiêu môi trường khác như:

• Tăng hấp thụ Carbon
• Giảm tiếng ồn, bụi và mùi ô nhiễm không khí. Mùi, bụi, và giảm tiếng ồn
• Tăng không gian xanh và thẩm mỹ thị giác.
• Nâng cao hoặc duy trì môi trường sống động vật hoang dã

Ứng phó biến đổi khí hậu

Nhiều trang trại và hộ nông dân đã lựa chọn chuyển đổi sang mô hình nông lâm kết hợp nhằm thích ứng với các tác động của hiện tượng biến đổi khí hậu. Khảo sát từ các chương trình nghiên cứu CGIAR về biến đổi khí hậu, nông nghiệp và an ninh lương thực (CCAFS) đối với hơn 700 hộ gia đình ở Đông Phi có ít nhất 50% số hộ gia đình đã bắt đầu thay đổi mô hình trồng cây trên trang trại của họ so với cách đó 10 năm.[9] Những cây trồng hạn chế các tác động của biến đổi khí hậu bằng cách tăng độ ổn định của đất bề mặt, giảm tác động của xói mòn đất, cải thiện chất lượng nước, độ dinh dưỡng trong đất, tăng sản lượng cung cấp trái cây, trà, cà phê, dầu, thức ăn gia súc và các sản phẩm dược liệu, và thêm sản phẩm mới vào thu hoạch thông thường của họ. Nông lâm kết hợp là một trong những chiến lược thích ứng biến đổi khí hậu được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi nhất cùng với việc sử dụng các giống cây trồng cải thiện và biện pháp xen canh.[9]